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AndroidAPK加壳技术方案【1】

来源：网络整理网络用户发布，如有版权联系网管删除　2018-07-23　

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小编有话说

由于上次小编发的反编译技术加壳技术不全面，所以小编又重新搜集两篇关于加壳技术的文章。希望这次能够帮到大家。
http://blog.csdn.net/jiazhijun/article/details/8678399

作者：Jack_Jia 邮箱： 309zhijun@163.com

一、什么是加壳？

加壳是在二进制的程序中植入一段代码，在运行的时候优先取得程序的控制权，做一些额外的工作。大多数病毒就是基于此原理。PC EXE文件加壳的过程如下：

二、加壳作用

加壳的程序可以有效阻止对程序的反汇编分析，以达到它不可告人的目的。这种技术也常用来保护软件版权，防止被软件破解。

三、Android Dex文件加壳原理

PC平台现在已存在大量的标准的加壳和解壳工具，但是Android作为新兴平台还未出现APK加壳工具。Android Dex文件大量使用引用给加壳带来了一定的难度，但是从理论上讲，Android APK加壳也是可行的。

在这个过程中，牵扯到三个角色：

1、加壳程序：加密源程序为解壳数据、组装解壳程序和解壳数据

2、解壳程序：解密解壳数据，并运行时通过DexClassLoader动态加载

3、源程序：需要加壳处理的被保护代码

阅读该文章，需要您对DEX文件结构有所了解，您可以通过以下网址了解相关信息：

http://blog.csdn.net/jiazhijun/article/details/8664778

根据解壳数据在解壳程序DEX文件中的不同分布，本文将提出两种Android Dex加壳的实现方案。

（一）解壳数据位于解壳程序文件尾部

该种方式简单实用，合并后的DEX文件结构如下。

加壳程序工作流程：

1、加密源程序APK文件为解壳数据

2、把解壳数据写入解壳程序Dex文件末尾，并在文件尾部添加解壳数据的大小。

3、修改解壳程序DEX头中checksum、signature 和file_size头信息。

4、修改源程序AndroidMainfest.xml文件并覆盖解壳程序AndroidMainfest.xml文件。

解壳DEX程序工作流程：

1、读取DEX文件末尾数据获取借壳数据长度。

2、从DEX文件读取解壳数据，解密解壳数据。以文件形式保存解密数据到a.APK文件

3、通过DexClassLoader动态加载a.apk。

（二）解壳数据位于解壳程序文件头

该种方式相对比较复杂，合并后DEX文件结构如下：

加壳程序工作流程：

1、加密源程序APK文件为解壳数据

2、计算解壳数据长度，并添加该长度到解壳DEX文件头末尾，并继续解壳数据到文件头末尾。

（插入数据的位置为0x70处）

3、修改解壳程序DEX头中checksum、signature、file_size、header_size、string_ids_off、type_ids_off、proto_ids_off、field_ids_off、

method_ids_off、class_defs_off和data_off相关项。分析map_off 数据，修改相关的数据偏移量。

4、修改源程序AndroidMainfest.xml文件并覆盖解壳程序AndroidMainfest.xml文件。

解壳DEX程序工作流程：

1、从0x70处读取解壳数据长度。

2、从DEX文件读取解壳数据，解密解壳数据。以文件形式保存解密数据到a.APK

3、通过DexClassLoader动态加载a.APK。

四、加壳及脱壳代码实现

http://blog.csdn.net/jiazhijun/article/details/8809542

一、序言

在上篇“Android APK加壳技术方案”（http://blog.csdn.net/jiazhijun/article/details/8678399）博文中，根据加壳数据在解壳程序Dex文件所处的位置，我提出了两种Android Dex加壳技术实现方案，本片博文将对方案1代码实现进行讲解。博友可以根据方案1的代码实现原理对方案2自行实现。

在方案1的代码实现过程中，各种不同的问题接踵出现，最初的方案也在不同问题的出现、解决过程中不断的得到调整、优化。

本文的代码实现了对整个APK包的加壳处理。加壳程序不会对源程序有任何的影响。

二、代码实现

本程序基于Android2.3代码实现，因为牵扯到系统代码的反射修改，本程序不保证在其它android版本正常工作，博友可以根据实现原理，自行实现对其它Android版本的兼容性开发。

1、加壳程序流程及代码实现

1、加密源程序APK为解壳数据

2、把解壳数据写入解壳程序DEX文件末尾，并在文件尾部添加解壳数据的大小。

3、修改解壳程序DEX头中checksum、signature 和file_size头信息。

代码实现如下：

[java] view plaincopy

package com.android.dexshell;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.zip.Adler32;
public class DexShellTool {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
try {
File payloadSrcFile = new File("g:/payload.apk");
File unShellDexFile = new File("g:/unshell.dex");
byte[] payloadArray = encrpt(readFileBytes(payloadSrcFile));
byte[] unShellDexArray = readFileBytes(unShellDexFile);
int payloadLen = payloadArray.length;
int unShellDexLen = unShellDexArray.length;
int totalLen = payloadLen + unShellDexLen +4;
byte[] newdex = new byte[totalLen];
//添加解壳代码
System.arraycopy(unShellDexArray, 0, newdex, 0, unShellDexLen);
//添加加密后的解壳数据
System.arraycopy(payloadArray, 0, newdex, unShellDexLen,
payloadLen);
//添加解壳数据长度
System.arraycopy(intToByte(payloadLen), 0, newdex, totalLen-4, 4);
//修改DEX file size文件头
fixFileSizeHeader(newdex);
//修改DEX SHA1 文件头
fixSHA1Header(newdex);
//修改DEX CheckSum文件头
fixCheckSumHeader(newdex);
String str = "g:/classes.dex";
File file = new File(str);
if (!file.exists()) {
file.createNewFile();
}
FileOutputStream localFileOutputStream = new FileOutputStream(str);
localFileOutputStream.write(newdex);
localFileOutputStream.flush();
localFileOutputStream.close();
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
//直接返回数据，读者可以添加自己加密方法
private static byte[] encrpt(byte[] srcdata){
return srcdata;
}
private static void fixCheckSumHeader(byte[] dexBytes) {
Adler32 adler = new Adler32();
adler.update(dexBytes, 12, dexBytes.length - 12);
long value = adler.getValue();
int va = (int) value;
byte[] newcs = intToByte(va);
byte[] recs = new byte[4];
for (int i = 0; i < 4; i++) {
recs[i] = newcs[newcs.length - 1 - i];
System.out.println(Integer.toHexString(newcs[i]));
}
System.arraycopy(recs, 0, dexBytes, 8, 4);
System.out.println(Long.toHexString(value));
System.out.println();
}
public static byte[] intToByte(int number) {
byte[] b = new byte[4];
for (int i = 3; i >= 0; i--) {
b[i] = (byte) (number % 256);
number >>= 8;
}
return b;
}
private static void fixSHA1Header(byte[] dexBytes)
throws NoSuchAlgorithmException {
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
md.update(dexBytes, 32, dexBytes.length - 32);
byte[] newdt = md.digest();
System.arraycopy(newdt, 0, dexBytes, 12, 20);
String hexstr = "";
for (int i = 0; i < newdt.length; i++) {
hexstr += Integer.toString((newdt[i] & 0xff) + 0x100, 16)
.substring(1);
}
System.out.println(hexstr);
}
private static void fixFileSizeHeader(byte[] dexBytes) {
byte[] newfs = intToByte(dexBytes.length);
System.out.println(Integer.toHexString(dexBytes.length));
byte[] refs = new byte[4];
for (int i = 0; i < 4; i++) {
refs[i] = newfs[newfs.length - 1 - i];
System.out.println(Integer.toHexString(newfs[i]));
}
System.arraycopy(refs, 0, dexBytes, 32, 4);
}
private static byte[] readFileBytes(File file) throws IOException {
byte[] arrayOfByte = new byte[1024];
ByteArrayOutputStream localByteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
while (true) {
int i = fis.read(arrayOfByte);
if (i != -1) {
localByteArrayOutputStream.write(arrayOfByte, 0, i);
} else {
return localByteArrayOutputStream.toByteArray();
}
}
}
}

2、解壳程序流程及代码实现

在解壳程序的开发过程中需要解决如下几个关键的技术问题：

（1）解壳代码如何能够第一时间执行？

Android程序由不同的组件构成，系统在有需要的时候启动程序组件。因此解壳程序必须在Android系统启动组件之前运行，完成对解壳数据的解壳及APK文件的动态加载，否则会使程序出现加载类失败的异常。

Android开发者都知道Applicaiton做为整个应用的上下文，会被系统第一时间调用，这也是应用开发者程序代码的第一执行点。因此通过对 AndroidMainfest.xml的application的配置可以实现解壳代码第一时间运行。

[html] view plaincopy

<application
android:icon="@drawable/ic_launcher"
android:label="@string/app_name"
android:theme="@style/AppTheme" android:name="com.android.dexunshell.ProxyApplication" >
</application>

（2）如何替换回源程序原有的Application?

当在AndroidMainfest.xml文件配置为解壳代码的Application时。源程序原有的Applicaiton将被替换，为了不影响源程序代码逻辑，我们需要在解壳代码运行完成后，替换回源程序原有的Application对象。我们通过在AndroidMainfest.xml文件中配置原有Applicaiton类信息来达到我们的目的。解壳程序要在运行完毕后通过创建配置的Application对象，并通过反射修改回原Application。

[html] view plaincopy

<application
android:icon="@drawable/ic_launcher"
android:label="@string/app_name"
android:theme="@style/AppTheme" android:name="com.android.dexunshell.ProxyApplication" >
<meta-data android:name="APPLICATION_CLASS_NAME" android:value="com.***.Application"/>
</application>

（3）如何通过DexClassLoader实现对apk代码的动态加载。

我们知道DexClassLoader加载的类是没有组件生命周期的，也就是说即使DexClassLoader通过对APK的动态加载完成了对组件类的加载，当系统启动该组件时，还会出现加载类失败的异常。为什么组件类被动态加载入虚拟机，但系统却出现加载类失败呢？

通过查看Android源代码我们知道组件类的加载是由另一个ClassLoader来完成的，DexClassLoader和系统组件ClassLoader并不存在关系，系统组件ClassLoader当然找不到由DexClassLoader加载的类，如果把系统组件ClassLoader的parent修改成DexClassLoader，我们就可以实现对apk代码的动态加载。

（4）如何使解壳后的APK资源文件被代码动态引用。

代码默认引用的资源文件在最外层的解壳程序中，因此我们要增加系统的资源加载路径来实现对借壳后APK文件资源的加载。

解壳实现代码：

[java] view plaincopy